Analele Universităţii Constantin Brâncuşi din Târgu Jiu, Seria Inginerie, Nr. 2/2011

Transcription

1 nalele niversităţii onstantin râncuşi din ârgu Jiu, Seria Inginerie, Nr / DEPENDENŢ FNŢIONLĂ DINRE SIMIRIE ÎN EE E PRIVEŞE RENL ŞI ENSINE DIN REŢE DE DISRIŢIE ELERIĂ onferenţia Dr Evtim Kurtelin niversitatea de Mine şi Geologie StIv Rilski, Sofia, Republica ulgaria Vasile oma, Prof niversitatea "onstantin râncuşi", argu Jiu, Romania sistent niversitar Dr Rumen Istalianov, niversitatea de Mine şi Geologie StIv Rilski, Sofia, Republica ulgaria Inginer Diplomat Dinko Gospodinov, niversitatea de Mine şi Geologie StIv Rilski, Sofia, Republica ulgaria Inginer Diplomat Ioana Mladenova, niversitatea de Mine şi Geologie StIv Rilski, Sofia, Republica ulgaria bstract: În această lucrare este elaborată expresia analitică pentru a determina dependenţa funcţională dintre asimetrie în ceea ce priveşte curentul şi tensiunea în reţelele de distribuţie electrică uvinte-cheie: Protecţia filtrelor, asimetria referitoare la curent şi tensiune Pentru asigurarea unei funcţionări fiabile, sigure şi eficiente a echipamentului electric, conectat la sistemul de energie electrică, documentele normative fixeaă anumiţi indicatori şi norme care determină calitatea energiei electrice [ 6] Pentru a realia protecţia filtrului de curent este necesar să se ţină cont de asimetria naturală a reţelei electrice referitor la curent care se caracterieaă prin coeficientul de asimetrie pentru curent ε otuşi în documentele normative sunt determinate rate/norme permisibile ale asimetriei tensiunii ε şadar, pentru a realia protecţia filtrului, ţinând seama de ratele/normele permisibile pentru asimetria tensiunii, este necesar să se determine FNIONL DEPENDENE EWEEN E SYMMERY S REGRDS RREN ND VOLGE IN E ELERIL DISRIRION NEWORK Evtim Kurtelin ssosprofdr, niversity of Mining and Geology StIv Rilski, Sofia, Republic of ulgaria Vasile oma, Prof "onstantin râncuşi" niversity of argu Jiu, Romania Rumen Istalianov ssis Prof Dr, niversity of Mining and Geology St Iv Rilski, Sofia, Republic of ulgaria Dinko Gospodinov, DiplEng, niversity of Mining and Geology St Iv Rilski, Sofia, Republic of ulgaria Ioana Mladenova DiplEng, niversity of Mining and Geology St Iv Rilski, Sofia, Republic of ulgaria bstract: In the paper is elaborated analytical expression in order to be determined the functional dependence between the asymmetry as regards current and voltage in the electrical distribution networks Keywords: Filter protection, asymmetry as regards current and voltage For providing of reliable, safe and effective operation of the electrical equipment, connected with electrical-energy system in the normative documents are fixed some indicators and norms determined the quality of electrical energy[ 6] In order the setting of current filter protection to be determined there is necessary to render an account the natural asymmetry of the electrical network as regards current, which is characteried through the coefficient for asymmetry as regards current ε owever in the normative documents are determined [ 6] allowable rates / norms/ about asymmetry 44

2 nalele niversităţii onstantin râncuşi din ârgu Jiu, Seria Inginerie, Nr / conexiunea funcţională dintre ε şi ε In Figura este preentată schema pentru alimentarea unui motor asincron pentru o situaţie generală: preenţa asimetriei în ceea ce priveşte tensiunea, aplicată faelor motorului şi preenţa simultană a asimetriei reistenţei pe faă a reţelei de furniare a energiei electrice şi reistenţele pe faă asimetrice ale motorului care este protejat Ţinând seama de experienţa în exploatare, presupunem că asimetria reistenţei pe faă este cauată în primul rând de asimetria reistenţei pe faă a cablului pentru energia electrică şi de preenţa unuia dintre utiliatorii pe faă de asemenea În figura se presupun următoarele denumiri:,,,,, - ratele complexe ale tensiunii pe faă şi curentului motorului; M, M, M, Д, ДВ, ДС - ratele complexe ale reistenţelor pe faă ale reţelei electrice (М şi motorului (Д Pe baa sumei/ în rata Inginerului Proiectant din suma menţionată ca rata de baă, adică min, se obţine schema de înlocuire/ Figura b/, care conţine următoarele denumiri: Δ, Δ, Δ - ratele complexe ale părţii asimetrice a reistenţei pe faă a reţelei, o faă cu cea mai scăută reistenţă este rates ero of voltage ε herefore for the purpose of setting the filter protection, taking into consideration the allowable rates/norms for asymmetry of voltage, there is necessary to be determined the functional connection between ε and ε In Figure is presented a scheme for supply of asynchronous motor for the general case: presence of asymmetry in respect of the voltage applied to the motor,s phases, and simultaneously presence of asymmetry of phase resistance of electrical power supply network, and asymmetrical phase resistances of the motor that is protected aking into consideration the experience of the exploitation we assume that asymmetry of phase resistance are caused first of all by asymmetry of phase resistance of the cable for electrical power, and by presence of one phase users of energyas well On the Figure the following names are assumed :,,,, - complex rates of the phase,s voltage and the current of the motor; M, M, M, Д, ДВ, ДС - complex rates of the resistances of the phases of the both electrical network (М and motor (Д ased on the sum / in Design Engineerrate of the mentioned sum as base rate, ie min, there is obtained substitute scheme / Figure b/, containing the following names: Δ, Δ, Δ - complex rates of the asymmetric part of the phase resistance of the network, one of which / phase with the lowest resistdnce/ is ero 45

3 nalele niversităţii onstantin râncuşi din ârgu Jiu, Seria Inginerie, Nr / Figura Schema complexă de înlocuire a reţelei electrice şi motorului asincron pentru determinarea dependenţei funcţionale dintre coeficientul de asimetrie în ceea ce priveşte curentul ε Т şi tensiunea ε Н Figure omplex substitute scheme of the electrical network and asynchronous motor for determining the functional dependence between the coefficient of asymmetry as regards current ε Т and voltage ε Н Schema menţionată este calculată folosind metoda de părţi asimetrice prin înlocuirea părţilor asimetrice ale reistenţelor cu trei surse de tensiuni Δ, Δ, Δ După deintegrarea tensiunilor menţionate şi a sistemului de reistenţe asimetrice pe faă,, conform [7] în părţi simetrice, se obţine o schemă de înlocuire, preentată în Figura c din condiţia referitoare la deintegrarea sectorului asimetric mn, ca reultat este următorul sistem de ecuaţii: he mentioned scheme is calculated using the method of symmetric forming parts through replacement of asymmetric parts of the resistances with three sources of voltages Δ, Δ, Δ fter disintegration of the mentioned voltages, and the system of asymmetric phases,, resistances as well according to [7] to symmetric forming parts, there is a result substitute scheme, presented in the Figure c From the condition about voltage disintegration of asymmetric sector mn, as a result there is the following system of equations: 46

4 nalele niversităţii onstantin râncuşi din ârgu Jiu, Seria Inginerie, Nr / Δ Δ Δ ( a Δ + Δ + a Δ ( Δ + a Δ + aδ ( Δ + Δ + Δ După înlocuirea curenţilor pe faă cu părţile lor simetrice conform schemei din Figura b, se obţin următoarele expresii: ( fter replacement of phase currents with their symmetric forming parts according to scheme in the Figure b, there are obtained the following expressions: ( + Δ ; ( a + a Δ ( a + a Δ Δ Δ I Δ Δ I Δ Δ I ; ( In ( cu I и I sunt indicate ratele complexe de curent şi este o ordine directă şi inversă în secvenţa schemei de început În caul analiat nu sunt curenţi disponibili cu secvenţă ero din cauă că motorul acţioneaă cu punct ero iolat Ţinând seama de ( şi ( devine posibil să obţinem următoarele expresii: In ( with I и I are indicated the complex current rates and there is direct and reverse order in sequence of the starting scheme In the considered case there are not available currents with ero sequence because the motor acts with isolated ero point Rendering an account of ( and ( becomes possible to obtain the expressions: + Δ I I ; + Δ ; ( ( Δ + aδ + a Δ ( Δ + a Δ + aδ ( Δ + Δ + Δ (4 In ( reistenţele,, sunt indicate cu linie pentru a le distinge de reistenţele echivalente ale sarcinii şi reţelei cu curenţii cu ordine directă şi inversă în secvenţă In ( the resistances,, are indicated with line in order to distinguish them from equivalent resistances of the both load and network with currents with direct and reverse order in sequence Schemele de înlocuire pentru calcularea curenţilor cu ordine directă şi inversă în he substitute schemes for calculating od currents with direct and reverse order in 47

5 nalele niversităţii onstantin râncuşi din ârgu Jiu, Seria Inginerie, Nr / secvenţă sunt preentate în Figura d,f Schemele sunt reultatul schemei din Figura c In Figura d,f cu min şi min sunt indicate reistenţele cu ordine directă şi inversă în secvenţă sub formă de reistenţe ale reistenţei totale a reţelei şi sarcinii Din schemele menţionate, ţinând seama de [] devine posibil să obţinem următoarele relaţii de dependenţă: sequence are presented in the Figure d,f he schemes are result of the scheme in the Figure c In the Figure d,f with min and min are indicated the resistances with direct and reverse order in sequence as a resistances of total resistance of the both - network and load From the mentioned schemes, taking into consideration [] becomes possible to obtain the following dependencies: ( min + + ( + + I min + Δ I ; min + Δ min ( min + min ( min + ( min + ( min + min ( min + ( min + Pentru coeficientul de asimetrie conform (6 este posibil să obţinem: ε ( min + ( + min ; ; (5 ; (6 For the coefficient of asymmetry according to (6 there is possible to obtain: ε ( min + ( min + ε ; (7 j ε e - coeficientul complex de asimetrie al tensiunilor pe faă; - unghiul de faă al coeficientului ε nivelului/planului complex şa cum este permis prin formula (7, conexiunea dintre εт и εн is nu este neechivocă Ea depinde de parametrii releţelei şi motorului pe de o parte şi de caracterul asimetriei reistenţelor lor pe faă, pe de altă parte Ţinând seama că magnitudinea I va primi o valoare maximă în timpul pornirii motorului când: j ε e - complex coefficient of asymmetry of phase voltages; - phase angle of the coefficient ε of the complex level/plane s follows from the formula (7, the connection between εт и εн is not unequivocal It depends on the parameters of the network and motor from one side and on the character of asymmetry of their phase resistances, from another site aking into consideration that the magnitude I will receive maximum value during the starting of the motorq when: 48

6 nalele niversităţii onstantin râncuşi din ârgu Jiu, Seria Inginerie, Nr / min min Şi neglijând multiplicarea εн, care este mult mai mică referitor la expresia ( +, от (7, este posibil să obţinem expresia: min min and neglecting the multiplication εн, which is much less as regards the expression ( +, от (7, there is possible to obtain the expression: ε ε + ε ε ε + ε ε ε cos ( ; (8 + min n - conform Figurii b vectorul mediu al faei asimetrice, vector al reistenţelor asimetrice pe faă ale reţelei; + - coeficientul de asimetrie al reistenţelor pe faă ale reţelei (ε se modifică de la în caul reistenţelor simetrice ale reţelei la în caul întreruperii fiecărui conductor liniar; - diferenţa dintre unghiurile de faă ale vectorilor и + nalia (8 arată că asimetria în ceea ce priveşte curentul, cauată de inegalitatea reistenţelor complexe ale faelor sarcinii şi faelor reţelei este posibil fie să crească, fie să reducă asimetria reistenţei, cauată de asimetria tensiunii reţelei a un unghi mai mare între vectorii и, o valoare mai mare are εт şi invers La valori limitate ale diferenţei calculate ale acestor unghiuri, respectiv egale cu о şi 8 о, coeficientul de asimetrie în ceea ce priveşte curentul este egal cu suma scalară şi diferenţa coeficienţilor de asimetrie în ceea ce priveşte tensiunea şi reistenţa Este necesar să specificăm că în conformitate cu (8 modificarea unghiurilor reistenţelor + complexe şi sau numai a unuia dintre ele/ a doua opţiune posibilă în caul inversării faelor sarcinii caueaă modificarea εт + min n - according to Figure b average vector of asymmetric phase resistances of the network; + - coefficient of asymmetry of the phase resistances of the network (ε is amending from in case of symmetric resistances of the network to in case of interruption of every linear conductor ; - difference between phase angles of the vectors и + he analysis of (8 shows that the asymmetry as regards current, caused by inequality of the complex resistances of load phases and of network phases is possible as to increase, so to reduce the asymmetry as regard the resistance, caused by asymmetry of voltage of the network 49 и, s a larger angle between vectors more value has εт and the opposite t limited values of calkulated difference of these angles respectively equal to о and 8о, the coefficient of asymmetry as regard current is equal respectively to scalar sum and difference of coefficients of asymmetry as regard voltage and resistance It is necessary to specify that according to (8 the amendment of angles of complex resistances and + or only one of them / the second option possible in case of reverse of the phases of load/ causes the

7 nalele niversităţii onstantin râncuşi din ârgu Jiu, Seria Inginerie, Nr / REFERINŢE L SNDRDE DS Energia electrică Norme pentru indicatorii de calitate ai energiei electrice la receptorii electrici DS/ EN ompatibilitatea electromagnetică Metode de testare şi măsurare onsiliere generală pentru instrumentele de măsurare şi in sistemul de furniare de energie electrică şi echipamentele aferente Общо ръководство за измервателни средства и измерване на хармоници и междинни хармоници в захранващи системи и съоръжения, свързани с тях DS/ EN aracteristicile tensiunii furniate utiliatorilor prin reţelele electrice de distribuţie cu destinaţie generală/ pentru ţările E şi Europa de Vest / Характеристики на напрежението, което се доставя до потребителите с електроразпределителни мрежи с общо предназначение (за страни от Европейския съюз и западна Европа 4 Standardul --4:994 «ompatibilitatea electromagnetică Nivelul compatibilităţii electromagnetice a obiectelor industriale pentru interferenţe de frecvenţă Електромагнитна съвместимост Ниво на електромагнитна съвместимост на промишлени обекти за нискочестотни смущения» 5 SEN 56: (Standard britanic aracteristicile de tensiune ale electricităţii furniate de sistemele publice de distribuţie 6 ГОСТ 9-97 Электрическая энергия Совместимость технических средств электромагнитная Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения ILIOGRPY 7 Гимоян Г Г, Ароян Ш А, Шахбазян С А Асиметрия токов в подземных сетях электроснабжения Изв ВУЗ Г Журнал, 974, 9 amendment of εт REFERENES O SNDRDS DS Electrical energy Norms for quality indicators of the electrical energy in electrical receivers DS/ EN Electromagnetic compatibility Methods for testing and measurement General guidance for measurement instruments and measurement of orders and intermediate orders in electrical power supply systems and equipments connected with themобщо ръководство за измервателни средства и измерване на хармоници и междинни хармоници в захранващи системи и съоръжения, свързани с тях DS/ EN haracteristics of the voltage delivered to users through electrical distribution networks with general designation / for countries of E and West Europe/ Характеристики на напрежението, което се доставя до потребителите с електроразпределителни мрежи с общо предназначение (за страни от Европейския съюз и западна Европа 4 Standard --4:994 «Electromagnetic compatibility Level of Electromagnetic compatibility of industrial objects for law frequency interferences Електромагнитна съвместимост Ниво на електромагнитна съвместимост на промишлени обекти за нискочестотни смущения» 5 SEN 56: (ritish standartvoltage characteristics of electricity supplied by public distribution systems 6 ГОСТ 9-97 Электрическая энергия Совместимость технических средств электромагнитная Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения ILIOGRPY 7 Гимоян Г Г, Ароян Ш А, Шахбазян С А Асиметрия токов в подземных сетях электроснабжения Изв ВУЗ Г Журнал, 974, 9 5